程潤(rùn)田，陳 莉，羅天友*，龔軍偉

(1.重慶醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院放射科，重慶 400016；2.川北醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院放射科，四川 南充 637000)

腦卒中的發(fā)病率和致死率均較高，其中缺血性腦卒中(即腦梗死)約占腦卒中67.3%～80.5%[1]。腦梗死除梗死灶外還可引起與之相連的軸突及髓鞘繼發(fā)性變性，包括順行性變性(即沃勒變性)和逆行性變性，對(duì)患者神經(jīng)功能造成嚴(yán)重影響[2-3]。DTI技術(shù)通過監(jiān)測(cè)組織內(nèi)水分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，可定量分析神經(jīng)纖維束繼發(fā)性變性，目前已廣泛用于研究腦卒中后神經(jīng)纖維束的完整性[4-5]，且主要集中于對(duì)下行運(yùn)動(dòng)傳導(dǎo)纖維束的研究，而對(duì)以感覺損傷為主的上行傳導(dǎo)通路的研究相對(duì)較少。丘腦是軀體感覺傳導(dǎo)中繼站，損傷后可出現(xiàn)不同程度感覺功能障礙。研究[6]發(fā)現(xiàn)，丘腦梗死(thalamic infarction, TI)約占腦梗死的7.7%，而TI慢性期，其下行方向的脊髓丘腦束和上行方向的丘腦中央輻射發(fā)生繼發(fā)性損害的表現(xiàn)特征尚不清楚。本研究采用DTI技術(shù)觀察慢性TI患者丘腦中央輻射和脊髓丘腦束各擴(kuò)散指標(biāo)，探討軀體感覺傳導(dǎo)纖維束繼發(fā)性損害的表現(xiàn)特征。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集2014年4月—2016年8月于我院經(jīng)頭顱CT或MRI證實(shí)的慢性TI患者28例(TI組)，男10例，女18例，年齡45～75歲，平均(58.6±9.3)歲；13例病灶位于左側(cè)，15例位于右側(cè)；病程6～9個(gè)月。納入標(biāo)準(zhǔn)：①丘腦區(qū)域單一病灶；②均為右利手；③梗死發(fā)生前無明顯神經(jīng)精神癥狀。排除標(biāo)準(zhǔn)：①顱內(nèi)丘腦以外其他部位存在腦梗死、腦出血、腫瘤及炎癥等病灶，或有腦外傷及癲癇等病史；②患有神經(jīng)精神疾??；③存在心肺功能不全。同期招募與TI組年齡、性別相匹配的健康志愿者28名作為對(duì)照組，男10名，女18名，年齡45～75歲，平均(56.0±5.4)歲。納入標(biāo)準(zhǔn)：①經(jīng)頭顱CT或MR檢查除外顱內(nèi)病灶；②無神經(jīng)精神疾病、酗酒及藥物濫用史；③不存在可能導(dǎo)致認(rèn)知功能障礙的相關(guān)疾病。2組性別分布相同，年齡差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=8.585，P=0.50)。本研究經(jīng)我院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，所有受檢者均簽署知情同意書。

1.2 儀器與方法 采用GE Signa 3.0T HDX超導(dǎo)型MR掃描儀，標(biāo)準(zhǔn)8通道頭部線圈。固定受檢者頭部，囑其保持安靜。分別行軸位T1W FLAIR(TR 1 625 ms，TE 10 ms)、T2W(TR 2 860 ms，TE 80 ms)、T2W FLAIR(TR 7 000 ms，TE 120 ms)掃描，F(xiàn)OV 24 cm×24 cm，NEX 1。隨后行全腦三維高分辨率解剖像及DTI序列掃描。全腦三維高分辨率解剖像參數(shù)：TR 8.3 ms，TE 3.3 ms，翻轉(zhuǎn)角15°，層厚1.0 mm，層間距0，F(xiàn)OV 240 mm×240 mm，矩陣256×192，掃描時(shí)間6.45 min。DTI參數(shù)：TR 1 000 ms，TE 115 ms，矩陣128×128，F(xiàn)OV 240 mm×240 mm，層厚2 mm，層間距0，層數(shù)53，體素體積1.68 mm×1.68 mm×2.70 mm，30個(gè)擴(kuò)散敏感梯度方向，b值分別為0、1 000 s/mm2。

1.3 DTI圖像后處理 為便于分析，采用基于Matlab平臺(tái)的nifti軟件包將13例左側(cè)TI患者的DTI數(shù)據(jù)翻轉(zhuǎn)至正中矢狀位的右側(cè)，使患者的右側(cè)即為患側(cè)，而左側(cè)為健側(cè)。對(duì)所有DTI數(shù)據(jù)采用基于Linux平臺(tái)的FSL 5.1軟件(http://fsl.fmrib.ox.ac.uk/fsl/fsl)進(jìn)行圖像預(yù)處理，主要步驟：①圖像轉(zhuǎn)化；②渦流校正；③剝腦，去掉顱骨及頭皮等非腦組織，以減少DTI擬合和追蹤過程中的運(yùn)算量并提高配準(zhǔn)的準(zhǔn)確性；④擴(kuò)散指標(biāo)計(jì)算，獲得每個(gè)體素的部分各項(xiàng)異性(fractional anisotropy, FA)、平均彌散量(mean diffusivity, MD)值和擴(kuò)散本征值(primary eigenvalue, λ1; transverse eigenvalue, λ23)；⑤空間配準(zhǔn)，將所得個(gè)體空間的DTI數(shù)據(jù)配準(zhǔn)至蒙特利爾神經(jīng)病學(xué)研究所(Montreal Neurological Institute， MNI)標(biāo)準(zhǔn)空間；⑥纖維束確定性追蹤，采用Toolkit及TrackVis軟件包(http://www.trackvis.org/)，將初級(jí)感覺皮層(S1)、丘腦以及中腦的mask導(dǎo)入軟件包進(jìn)行纖維束追蹤，當(dāng)FA值<0.2或角度閾值>50°時(shí)停止追蹤，獲得對(duì)照組一側(cè)脊髓丘腦束顱內(nèi)段(中腦—丘腦)和丘腦中央輻射(丘腦—S1區(qū))纖維束數(shù)據(jù)(圖1)；⑦纖維束空間轉(zhuǎn)換，將所得纖維束數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換至標(biāo)準(zhǔn)MNI空間；⑧概率模板，疊加上述步驟所得對(duì)照組單側(cè)丘腦中央輻射和脊髓丘腦束，獲得目標(biāo)纖維束的最大概率模板，選取最大概率的50%作為概率模板；⑨采用Matlab 2009a后處理軟件，利用上述概率模板，分別提取TI組和對(duì)照組同側(cè)目標(biāo)纖維束的擴(kuò)散指標(biāo)值，提取層面均不包含丘腦層面。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)分析軟件。計(jì)量資料以±s表示，以受試者年齡、性別及全腦體積為協(xié)變量，采用一般線性模型比較2組同一纖維束擴(kuò)散指標(biāo)值的差異。以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 MRI表現(xiàn) TI組梗死灶均位于丘腦，其中13例位于左側(cè)，15例位于右側(cè)，內(nèi)囊膝部、前肢與后肢未見明顯受累。TI組與對(duì)照組脊髓丘腦束及丘腦中央輻射走行區(qū)域均未見異常信號(hào)。

2.2 DTI測(cè)量結(jié)果 2組脊髓丘腦束及丘腦中央輻射的DTI擴(kuò)散指標(biāo)測(cè)值比較見表1、2。與對(duì)照組相比，TI組梗死灶下方脊髓丘腦束和上方丘腦中央輻射FA值降低(P均<0.001)，而MD值、λ1值及λ23值均升高(P均<0.05)。

表1 2組脊髓丘腦束DTI擴(kuò)散指標(biāo)測(cè)值比較(±s)

表1 2組脊髓丘腦束DTI擴(kuò)散指標(biāo)測(cè)值比較(±s)

組別FAMD(×10-4mm2/s)λ1(×10-4mm2/s)λ23(×10-4mm2/s)TI組0．40±0．130．50±0．071．99±0．531．22±0．64對(duì)照組0．51±0．060．40±0．131．68±0．230．81±0．25F值26．8311．1615．0318．74P值<0．0010．002<0．001<0．001

表2 2組丘腦中央輻射DTI擴(kuò)散指標(biāo)測(cè)值比較(±s)

表2 2組丘腦中央輻射DTI擴(kuò)散指標(biāo)測(cè)值比較(±s)

組別FAMD(×10-4mm2/s)λ1(×10-4mm2/s)λ23(×10-4mm2/s)TI組0．37±0．050．41±0．051．24±0．080．70±0．08對(duì)照組0．48±0．110．37±0．051．16±0．070．63±0．10F值24．046．9613．208．59P值<0．0010．0110．0010．005

圖1 纖維束確定性追蹤所得對(duì)照組單側(cè)一般感覺傳導(dǎo)纖維束 [a：丘腦中央輻射(丘腦—S1區(qū))；b：脊髓丘腦束(顱內(nèi)段)]

3 討論

神經(jīng)細(xì)胞損傷后，神經(jīng)纖維束會(huì)沿其順行方向發(fā)生軸突壞死、髓鞘崩解及神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞增生等一系列變化，即發(fā)生順行性變性，也稱沃勒變性[7]。除沿纖維束順行方向的遠(yuǎn)隔部位會(huì)發(fā)生順行性變性外，其逆行方向的纖維束也會(huì)發(fā)生繼發(fā)性損害，稱為逆行性變性[8]。繼發(fā)性變性可能是患者神經(jīng)功能發(fā)生不可逆改變的重要原因[9-10]。DTI探測(cè)組織中水分子隨機(jī)擴(kuò)散的能力遠(yuǎn)超其他MRI技術(shù)[11]，可無創(chuàng)定量評(píng)價(jià)活體神經(jīng)纖維微結(jié)構(gòu)變化，已廣泛應(yīng)用于評(píng)估神經(jīng)損傷、神經(jīng)退行性及腦血管疾病等[12-14]，在腦缺血性疾病中的應(yīng)用最為常見[15]。DTI技術(shù)的擴(kuò)散指標(biāo)可反映腦梗死所致神經(jīng)纖維束的繼發(fā)性改變，包括FA值降低、MD值升高等。本研究TI組FA值較對(duì)照組降低，而MD值、λ1值、λ23值較對(duì)照組升高，提示丘腦梗死可同時(shí)引起順行和逆行方向的纖維束損傷。

丘腦由多個(gè)擁有獨(dú)立神經(jīng)功能的神經(jīng)細(xì)胞群組成，是皮質(zhì)下最大的信息接收站和中繼站，直接參與軀體感覺功能[16]。研究[17]顯示，局灶性丘腦梗死后第1、4、12周，同側(cè)半卵圓中心區(qū)域丘腦皮質(zhì)纖維束FA值均較正常對(duì)照組顯著降低，且降低幅度逐漸增加，與本研究TI組丘腦中央輻射FA值降低結(jié)果一致。目前關(guān)于丘腦梗死灶下方纖維束逆行性變性的研究較少見。本研究發(fā)現(xiàn)，TI組患側(cè)脊髓丘腦束顱內(nèi)段(中腦至丘腦層面)FA值也較正常對(duì)照組減低，與Yoon等[18]關(guān)于脊髓損傷后軸突逆行性變性結(jié)果相符。

腦梗死不同時(shí)期的纖維束繼發(fā)性變性特征相異，表現(xiàn)為擴(kuò)散指標(biāo)值的變化存在差異[19]。腦梗死急性期，由于軸突崩解和髓鞘溶解，導(dǎo)致λ1值降低、λ23值升高；而在慢性期，由于小膠質(zhì)細(xì)胞激活、髓鞘碎片清除及星形細(xì)胞增多，λ1和λ23值升高，而FA值和MD值均可由λ1值和λ23值計(jì)算獲得，導(dǎo)致FA值降低及MD值升高[20]。FA值反映神經(jīng)纖維束內(nèi)水分子擴(kuò)散的方向性，與髓鞘的完整性及平行性密切相關(guān)。MD值反映水分子整體擴(kuò)散水平，與擴(kuò)散方向無關(guān)[21]。研究[22]發(fā)現(xiàn)，脊髓損傷后慢性期皮質(zhì)脊髓束逆行性變性除FA值降低外，MD值可明顯升高。本研究TI組脊髓丘腦束及丘腦中央輻射λ1值、λ23值及MD值升高，F(xiàn)A值降低，提示脊髓丘腦束及丘腦中央輻射均發(fā)生繼發(fā)性變性。

本研究的局限性：樣本量較小，且為非縱向研究，結(jié)果可能存在偏倚，將在今后的研究中增加樣本量，進(jìn)一步縱向追蹤觀察丘腦梗死急性期。

綜上所述，丘腦梗死可致軀體感覺傳導(dǎo)通路的繼發(fā)性損害；梗死慢性期，病灶下方脊髓丘腦束及上方丘腦中央輻射繼發(fā)性變性具有相同的DTI表現(xiàn)。

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